今年政府將工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)作為新基建的七大產(chǎn)業(yè)之一，正在引起一場工業(yè)升級的推動潮流，而這場新基建的核心重點強調(diào)的是數(shù)字化本身，它帶來的價值就是對傳統(tǒng)工業(yè)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)換。
根據(jù)儀器儀表自動化協(xié)會（ISA）在1995年頒布了一個第95項標準，把整個工業(yè)做了簡單的分層，包括三個層面：第一，設備制造；第二，工業(yè)控制系統(tǒng)；第三，工業(yè)軟件。我們通常把這個稱之為傳統(tǒng)工業(yè)，而當前的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)則是圍繞傳統(tǒng)工業(yè)做了數(shù)字化的升級，其中的差異化就體現(xiàn)在數(shù)字化升級本身。今年政府將工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)作為新基建的七大產(chǎn)業(yè)之一，正在引起一場工業(yè)升級的推動潮流，而這場新基建的核心重點強調(diào)的是數(shù)字化本身，它帶來的價值就是對傳統(tǒng)工業(yè)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)換。在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)當中它體現(xiàn)的也是數(shù)字化的過程，數(shù)字化是伴隨著網(wǎng)絡化、智能化的整個工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的核心。
伴隨著數(shù)字化進程之后，可以帶來兩個方面的根本轉(zhuǎn)變，第一個就是傳統(tǒng)設備的數(shù)字化升級；第二在升級的過程當中可以產(chǎn)生出一些新的產(chǎn)品和新的業(yè)務模式。這對于工業(yè)市場占據(jù)其營收過半的業(yè)界領先的半導體技術(shù)提供商ADI來說，是很好的范例——所謂傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級，就是傳統(tǒng)大家所熟知的一些設備如控制系統(tǒng)、PAC、DCS、電機控制，這些技術(shù)本身的提升剛好跟ADI一貫的產(chǎn)品風格、企業(yè)風格、創(chuàng)新性一脈相承，客戶越來越需要一些高性能、高品質(zhì)的產(chǎn)品，特別是近年來隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的加速發(fā)展，世界快速向工業(yè)4.0演進中，ADI在柔性系統(tǒng)解決方案上做出了很多努力和產(chǎn)品技術(shù)成就。ADI曾給出了五個應重點關注的工業(yè)市場機會，分別是軟件可配置系統(tǒng)、云端連接、機器健康監(jiān)測與管理、系統(tǒng)安全以及機器人，軟件可配置系統(tǒng)為智能制造提供了基礎。
工業(yè)自動化軟件可配置工業(yè)IO，讓智造隨“芯”
工業(yè)應用現(xiàn)場需要大量的輸入輸出（IO）接口，傳統(tǒng)方式采用固定模式接口，模擬輸出口只能用作模擬輸出功能，數(shù)字輸入口只能做數(shù)字輸入功能，這種處理初始成本最低，運營維護也相對簡單，但若生產(chǎn)計劃變化（比如一條馬達生產(chǎn)線，市場需求改變需要生產(chǎn)與之前產(chǎn)品有較大區(qū)別的另一種馬達），則不易改變，重新布置成本高、風險大，甚至要推到重來。如今越來越多的行業(yè)更新?lián)Q代周期縮短，也就引發(fā)了對IO接口軟件可配置的需求，利用ADI的SoftwareIO產(chǎn)品，可以實現(xiàn)對每一個輸入輸出接口的軟件可配置，任何一個IO口都可以配置成模擬或數(shù)字模式的輸入或輸出口，這樣系統(tǒng)工作狀態(tài)切換只需要在軟件層面進行配置，可以迅速響應市場需求變化，減少設備重復投入，實現(xiàn)更高的投資回報比。
其中，前不久ADI新推出的AD74412R和AD74413R就具有可重構(gòu)的模塊通道，從而可以快速、輕松地實現(xiàn)遠程設計靈活的控制系統(tǒng)，同時無需進行大規(guī)模的重新布線。這極大地提高了制造商和工業(yè)運營商的實現(xiàn)速度和靈活性，并使其能夠在不大量增加成本和停機時間的情況下進行更改。
在使用軟件可配置I/O時，制造商可開發(fā)一個平臺來代替多個過時的固定功能I/O模塊，或用于I/O隨著每次安裝而動態(tài)變化的多個客戶應用中。對于傳統(tǒng)上依賴于帶多個I/O模塊的控制柜且每個通道類型需采用指定布線的系統(tǒng)，由于最終用戶現(xiàn)在可以安裝可在控制室編程的單個模塊類型，硬件的需求隨之減少，從而有助于降低物流、制造和支持成本。由于軟件可配置I/O可進一步用于需要更新至10BASE-T1L工業(yè)以太網(wǎng)系統(tǒng)的棕地裝置，所以可將其用作為基于以太網(wǎng)的控制網(wǎng)絡之間的連接橋梁。此外，它還支持開發(fā)標準化的可配置現(xiàn)場I/O單元，此類單元能夠在已安裝的支持HART的4-20mA傳感器和執(zhí)行器與10BASE-T1L或100M光纖回程之間進行轉(zhuǎn)換。
隨著工業(yè)4.0的出現(xiàn)，消費者的行為和需求也發(fā)生了變化，因此，制造商需要更靈活的系統(tǒng)來快速輕松地適應不斷變化的要求。為此，制造商不能再依賴為批量市場產(chǎn)品和可預測的需求設計的固定的大規(guī)模系統(tǒng)。 相反，他們需要靈活的系統(tǒng)，此類系統(tǒng)支持快速重新配置，而且需要的停機時間和資本投入也非常低。利用ADI的軟件可配置I/O，制造商可更有效地實施新項目并實現(xiàn)更靈活的自動化控制，從而降低設計和安裝成本，減少調(diào)試延遲。
滿足靈活傳感器類型的工業(yè)過程控制系統(tǒng)
傳感器的大量應用是現(xiàn)代工業(yè)系統(tǒng)的一大特征，而AD4110-1 則是ADI發(fā)布的一款完整的單通道通用輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換前端，適用于需要靈活傳感器類型的工業(yè)過程控制系統(tǒng)，這對于當前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)趨勢下的工業(yè)傳感器配置來說具有重要意義。AD4110-1是一款集成ADC的通用型輸入AFE，讓客戶能夠設計出可以針對多種功能進行配置的“平臺”輸入模塊。這將大幅節(jié)省研發(fā)成本，縮短上市時間，且需要的設計資源更少。
利用該器件，高壓輸入完全可通過軟件針對電流或電壓信號進行配置，從而直接與所有標準工業(yè)模擬信號源連接，如 ±20 mA、±4 mA 至 ±20 mA、±10 V 以及所有熱電偶類型?？蔀榄h(huán)路供電電流輸出傳感器提供現(xiàn)場電源。AD4110-1包括用于電阻溫度檢測器 (RTD) 傳感器和其他電阻傳感器的一系列激勵電流源。該產(chǎn)品適用于工業(yè)過程控制系統(tǒng)。AD4110-1可通過軟件根據(jù)電流或電壓信號對高壓輸入進行全面配置，一個參考設計可以取代其他多個參考設計，從而減小模塊尺寸，降低擁有成本。在實施工業(yè)4.0期間，通過軟件配置的I/O是關鍵因素。
自動適應多種以太網(wǎng)加速工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)下的智能制造
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云端連接是實現(xiàn)智能制造根本技術(shù)支撐，只有聯(lián)網(wǎng)設備，才有可能實現(xiàn)智能分析與控制。但工業(yè)網(wǎng)絡標準眾多，型號復雜，新老設備或不同連接標準的設備之間實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)經(jīng)常遇到困難，工業(yè)系統(tǒng)之間的兼容性并不好。許多工業(yè)自動化技術(shù)的供應商和制造商都期待能采用獨立于特定提供商的開放式通信平臺。制造商期望在系統(tǒng)范圍內(nèi)實現(xiàn)越來越多的自動化流程。因此，自動化必須考慮到IT系統(tǒng)對于開放數(shù)據(jù)訪問的需求，以及工業(yè)控制系統(tǒng)的實時要求。
ADI針對工業(yè)互聯(lián)的解決方案是fido系列產(chǎn)品，通過一顆芯片可以支持不同的工業(yè)網(wǎng)絡標準，實現(xiàn)不同架構(gòu)之間設備的連接，該系列產(chǎn)品也將支持下一代工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標準。fido支持100Mbps的時間敏感性網(wǎng)絡（TSN），并計劃開發(fā)1Gbps的TSN技術(shù)，以滿足工業(yè)應用中大數(shù)據(jù)應用場景下的實時性需求。
其中fido5000是一款具有兩個以太網(wǎng)端口的實時以太網(wǎng)、多協(xié)議 (REM) 交換芯片。從此，兩個端口成為如今工業(yè)器件的標配，而未來的工業(yè)4.0應用必須支持各種常見的網(wǎng)絡拓撲，如線狀和環(huán)狀拓撲以及星形拓撲。另外，它可以連接任何主機處理器，這讓開發(fā)人員可以使用自己的處理器和他們首選的開發(fā)環(huán)境。上圖顯示了fido5000的所有這些可能性和功能。
（轉(zhuǎn)載）
